第六讲：真空测量

第六讲：真空测量刘玉岱（东北大学）三、分压力测量２．四极滤质器（上接１９９７第３期）四极滤质器又称四极质谱计。四极滤质器的质量分离原理是基于不同质荷比的离子在高频和直流四极场中，运动轨迹稳定与否来实现的。它是近代残余气体分析器中最为流行的无磁滤质器，...     

新型玻璃四极滤质器管

本文叙述了一种新型的玻璃外壳四极滤质器管。它采用了分离规式离子源及最佳过渡场设计。整管具有四根备用灯丝。四极杆直径8毫米,长100毫米,用单一陶瓷环固定,结构巧妙,简单,价格低廉。经正式鉴定,性能良好,灵敏度(对氮28)为1×10~(-4)安/托,分辨率(按5％峰高定义,对Kr 84)为140,整管可耐300℃烘烤。它完全可满足一般玻璃真空系统中残余气体分析的需要。特别是管子内部的结构清晰可见,一目了然,更适用于教学演示和实验。本四极滤质器管可直接与定型生产的ZLS-150电源或廉价的ZLS-100电源联用。     

四极滤质器的应用

专题介绍 本文简述四极滤质器的工作原理和特点并介绍不同性能的四极滤质器的应用范围。 一、四极滤质器的原 理和特点 四极滤质器是根据不同质荷比的离子在特定的直流-高频双曲面电场中,运动轨迹的稳定与否来实现质量分离的。其性能指标在动态质谱计中是最好的,也是目前应用最广、最有发展前途的质谱仪器。 四极滤质器的原理示如图1,四根平行。对称放置的双曲面电极成对连接,加以直流-高频叠加电压:式中U-直流电压; V-交流电压幅值; ω-高频电压角频率。在不考虑边缘场的条件下,分析场内的电位分布为;式中 r0-双曲场内切圆半径(简称场半径…     

装有贝塞尔盒型能量分析仪的电离规和四极质谱计的研制

贝塞尔盒型能量分析仪由三部分组成 :一个圆筒形电极、一个中心圆盘和两个带中心孔的侧板 ,该分析仪结构简单、结实 ,十分适用于电离规和四极质谱计上。对电离规而言 ,分析仪被放置于电离器及离子收集器之间。在栅型电离器中所产生的离子被分离并注入到能量分析仪中。分析仪依据其激发的能量把电离器中产生的气相离子和栅网表面上脱附的电子激励解吸的离子分离开。如果应用一个法拉第杯型离子收集器和一个灵敏的直流放大器来进行离子流测量的话 ,那么该电离规测量范围在 10 - 1 0 ～ 10 - 3Pa之间。当二次电子倍增器采用脉冲计数方法时 ,所测量的压力范围在 10 - 1 1～ 10 - 6 Pa之间 (Ax TRAN,ISX2 ,U L VAC公司 ) .其典型灵敏度对氮气而言为 (6 .7± 0 .2 )× 10 - 3Pa- 1 和对氢而言为 (2 .3± 0 .0 4 )× 10 - 3Pa- 1 。对四极质谱计而言 ,能量分析仪被置于在电离器和四极滤质器之间。装有该分析仪的质谱计 ,给出了没有电子激励解吸离子的简单质谱。该分析仪能使四极质谱计的离子收集器免受从栅网表面发射的 X射线的辐射 ,和从电离器中的离子以及被激发的分子在退激励过程中释放的紫外线的辐射。这种屏蔽作用改善了在 10 - 3Pa范围内的气体中微量杂质的检测极限 ,使之降至亿分之几     

四极滤质器试制小结

四极滤质器的原理是1953年由西德人Paul提出的(1), 1960年前,一直处于实验研究阶段, 1962年西德第一个做出商品四极滤质器,主要用于分任强测定[2]。 1964年,北京分析仪器厂与清华大学协作,研制四极滤质器,于1966年试制成功ZhL—01型四极滤质器性能样机,对其作为分任强计、探漏仪和化学分析质谱计的主要性能作了初步测试,在此基础上又试制了ZhL—02型分压强计。 一、基本原理 四极滤质器的原理及其计算公式已有大量文章介绍[1,3],这里仅复述如下。 (一)四极滤质器分离质量的基本原理。 在四根平行对称放置的双曲形电极上(图1)加电压: 叩一…     

使用方法简单且安全的气体检测装置

英国离子科学公司开发了一种气体检测装置。该装置能简单且安全地检测在工厂和研究所通常使用的气体的泄漏。据称,它还能以高灵敏度检测大气和热导率不同的气体的泄漏量或浓度。即使氢处于5×10~(-5)ml/s、二氧化碳处于3×10~(-4)ml/s的低等级情况下,也能立刻检测。该装置具有安装于表面的混合式电子设备和新设计。测定值的产生与以往必须参照图表装置不同,可直接表示。它备有B3、     

SZh-200型四极质谱计管的设计和特点

SZh-200型四极质谱计是四极杆尺寸为φ6.5 ×100的小型四极质谱计。仪器除配有9时屏幕快速显示器、笔尖式记录仪、离子流对数变换、数字读数和小型无油超高真空系统外,还具有长电缆的远控能力。仪器具有良好的性能指标,在高频电压频率2.8Mc时,鉴定实测指标为:法拉第筒接收灵敏度2.5×10-3安/托(N2,5%峰高处△M=1);分辨能力M/△M=402(Xe+,5%峰高);法拉弟筒接收最小可检分压强2.2×10-12托,倍增器接收 5×10-14托;最快扫速0.1毫秒/原子质量单位。 现将有助于提高该仪器性能指标的四个特殊问题简述如下。 一、离子源的工作模式 灵敏度和分…     

最近的滤质器及其应用I.工作原理和作为质谱计的各种特性

1.前言 1953年西德波恩大学的保尔(Paul)教授～[1]发表了四极滤质器,其后根据他们的研究开辟了实际应用～[2]的道路。1960年开始商品化以来,得到迅速的发展,现在占据了残余气体分析市场的大部分,又由于这个滤质器所具有的独特的性质以及装置不断在改进,其应用范围一直不断在扩大。 因为滤质器在动态质谱计中也是相当复杂的仪器,理解其工作原理是非常不易的,此外关于和磁偏转质谱计的优缺点的比较,也没有看见在以前的报告里有充分讨论。鉴于这样的现状,本报告包含了近年来的发展,为了现在使用滤质器的人或有兴趣的人,试着把滤质器从原理到应…     

研制射频镀膜机的点滴体会(电控部分)

我所根据某单位的需要,研制了一台四极专用射频镀膜机。其主要技术标指如下: l、钟罩尺寸——450mm; 2、极限真空度——< 5 × 10-6乇; 3、工作真空度—— 1× 10-3～ 2× 10-2乇;4、充入气体——一种或两种;5、频率——>10MC;6、功率——12KVA; 7、靶极电压——≤3000V; 8、热阳极电流——40～50A; 9、阳极电压——50V; 10、辅助阳极——50V; 11、磁场强度——80G; 12、轰击电压——1000V; 射频镀膜不同于一般蒸发镀膜和四极溅射镀膜。射频镀膜不仅能溅射导体和半导体材料,而且也能溅射绝缘体材料。关于这种镀膜技术,在国外科技资料中…     

AsCl_3流率与外延生长砷化镓性质的关系

外延GaAs的载流子浓度和迁移率由于在AsCl_3-Ga-H_2的气流系统中AsCl_3的流量而发生变化。采用适当浓度的AsCl_3流量已获得高纯的外延层。当AsCl_3的流量为3.2×10~(-5)克分子/分钟和1.1×10~(-4)克分子/分钟时外延层的载流子浓度分别为2×10~(15)厘米~(-3)和2.5×10~(14)厘米~(-3)。     

鱼鲜度也可测量

在鱼死亡后,鲜度逐渐下降,食用价值也随之降低。鲜度是判断鱼类可食用性的重要指标。近来研究表明,鱼类储藏期间在细菌的作用下产生出三甲胺(TMA)气体,随着鲜度下降,TMA的体积分数会越来越高。当三甲胺体积分数在15×10-6以下时鱼类是新鲜的;体积分数在(15~35)×10-6之间,肉质下降但无腐败臭味;体积分数在70×10-6以上时鱼类基本失去食用价值。通过检测三甲胺气体的含量就可以判断出鱼的新鲜程度。(文摘)鱼鲜度也可测量@文     

30兆赫截止衰减器一级标准

本文介绍30兆赫截止衰减器一级标准及其校准装置的一些主要特点。误差分析和实验结果表明:截止衰减器在线性段的不确定度为士(5×10~(-5)A+0.0002)分贝,A 为被测衰减值;校准装置在100分贝范围内的不确定度为土(1～2)×10~(-4)A。     

带选择性吸气泵的膨胀法高真空规校准系统

本文提出了一种带选择性吸气泵的膨胀法高真空规校准系统。用锆铝泵或钛球升华泵可长时间使密封系统平衡在较低的本底压强(用钛升华泵可稳定在2×10~(-7)托),系统的升压率近于零,并可在1分钟内达到稳定。用氦气作试验气体,在10~(-3)～10~(-6)托范围内进行校准,重复性良好。文中提出一种反馈式的二级膨胀原理,可以在很简单的小系统上实现10~(-4)～10~(-6)托的校准,为高真空规的校准提供了廉价和简易的方法。实验证明,在氦气氛下,DL-2规在10~(-3)～10~(-6)托的压强范围内的灵敏度为4.1±0.2托~(-1)。BA规在10~(-5)～10~(-6)托范围内的灵敏度为3.3±0.3托~(-1)。二种规的离子流与压强均有很好的线性关系。     

2GeV增强器真空系统的设计与模型试验

2GeV增强器是快循环型质子同步加速器。考虑涡流的影响,金属真空室的壁厚不能大于0.135毫米,选用了环氧浇注磁铁真空室的方案。真空系统设计时,环氧表面出气率采用FNAL的数据3×10~(-5)托升/秒·米~2,平均工作压强为5×10~(-7)托时,系统中需配备600升/秒离子泵。通过模型试验,在磁铁环氧表面涂复胶体石墨,经长时间烘烤除气后,可得到2×10~(-5)托升/秒·米~2的出气率,残余气体分析主要成分为水汽。     

分流式超高真空电离规

本文提出一种电极采用“端流式”结构的调制型BA规的设计,可用于超高真空测量。它的灯丝和离子收集极分别置于加速栅的两端,而调制极为围绕收集极的环形圆片。使用时采用调制极电位由阴极电位跳变到收集极电位的工作模式,此时收集极得到的离子流占总离子流的份额发生变化,而它的光电流却并不随调制极电位而异,由此可基本上克服加速极软x射线的影响。实验得到这种规的灵敏度为30托~(-1)及15托~(-1),即调制系数达到50％。测量下限约4×10~(-12)托。     

含某些碱金属盐的互穿聚合物网络的离子导电性

研究了由分子量为400的聚环氧乙烷(PEO400)、碱金属盐(NaI、LiClO_4或LiBF_4)与环氧树脂或不饱和聚酯树脂形成的互穿聚合物网络(IPN)的离子电导率与温度的关系,发现其1olσ-1/T符合Afrhenius公式,但在333K处直线斜率出现转折。这一现象可能与其中的PEO400-碱金属盐络合物具有某种有序结构有关。环氧树脂IPN的室温电导率达3×10~(-5)Scm~(-1),不饱和聚酯树脂IPN的室温电导率较低,(σ_(RT)=2×10~(-6)Scm~(-1)。然而,若在后者的聚酯大分子链中引入PEO400链段,增加它们与PEO400/LiClO_4络合物的相容性,则室温电导率与环氧树脂IPN相同,σ_(RT)=3×10~(-5)Scm~(-1)。     

高T_c超导化合物YBa_2Cu_3O_(6.5+δ)的Gibbs生成自由能

用 CaF_2单晶作固体电解质,构成了氟化物-氧化物原电池(?)及(?)测得电池的可逆电动势为E_1=-0.063+1.43×10~4×T(V)E_2=0.089+1.68×10~(-4)×T(V)从而计算了由纯氧化物生成 BaCuO_2(011相)及 YBa_2Cu_3O_(6.5(?)δ)(123相)的标准生成自由能变化:△G_(011)~0=-10.5+1.8×10~(-3)×T(×4186.8J/mol)△G_(123+δ)~0=-19.0+(7.4-1.6×δ)×10~(-3)×T(×4186.8J/mol)在计算△G_(123+δ)~0时考虑了氧的非化学计量系数δ。     

封面照片说明

图为上海市标准计量管理局1973年开始研制的氢原子频标,1980年12月已经国家鉴定通过。它的指标是:准确度±1.7×19~(-12),日稳定度为5×10~(-14),秒稳定度为5×10~(-13),达到国际先进水     

使用Fabry—Perot干涉腔稳频的GaAlAs激光器(英文)

GaAlAs激光器的激射频率被锁定于Fabry-Perot干涉腔上。在锁定之后其激射频率的涨落已被大大地降低。所测得的频率稳定度(对Fabry-Perot干涉腔中心频率的跟踪稳定度)如下:其中第1个稳频系统为5×10~(-12)(1s)、1.5×10~(-12)(10s)、1.2×10~(-12)(100s);而第2个稳频系统为8×10~(-12)(1s)、2×10~(-12)(10s)、1.8×10~(-12)(100s)。     

DL-8型高压强电离规测量氩、氢、氖和氦等气体压强的相对灵敏度

在溅射或蒸镀半导体薄膜、冶金精炼、气体激光管的制造等所应用的真空系统中,都需要首先抽到约10~(-4)帕(约10~(-6)托)的高真空,然后引入氩、氮、氢、氦或氖等纯气体到10~(-1) -10~2帕(约l0~(-3)—1托)的高压范围,某些场合还要求所充气体的压强测量值有一定的精度。全量程为1.33×10~(-4)-1.33×1O~2帕(1×10~(-6)-1托,测氮压值)的DL-8型高-压强电离真空规(以下简称DL-8规)能够满足这些需要。由于DL-8规的电极结构和工作电参量与其它类型的电离规不同,其测量氩、氢、氖和氦等气体压强相对于